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고온내성 형질전환식물의 개발

전문가 제언: ○ 지구의 평균기온은 기후변화로 인하여 증가하고 있으며, 앞으로 예측되는 점진적인 온난화는 벼, 밀 등 작물의 수량에 부정적 영향을 줄 것으로 예상된다. 그러므로 농업생산에서 지속성은 세계적으로 고온스트레스에 의하여 위협받을 것이다. 따라서 고온스트레스에 내성을 나타내는 식물의 개발은 지구 온난화와 기후변화 면에서 매우 중요하다.
○ 식물세포는 생존과 번식을 위한 유전적 장치를 변형시킴으로써 고온스트레스에 반응한다. 유전자변형식물에서 고온스트레스 내성은 고온충격단백질(HSP) 유전자의 과대발현 혹은 고온충격 혹은 비고온충격 유전자의 발현을 조절하는 고온충격요인의 수준 변화에 의하여 주로 달성되었다.
○ 벼, 밀, 시금치에서 특정 유전자의 과대발현에 의하여 형질전환식물을 개발하였고, 담배, 애기장대, 토마토, 감자에서 항산화와 활성산소종을 무독화하는 효소를 생산하는 유전자를 이용하여 고온내성이 높은 형질전환식물을 얻었다. DREB2A, bZIP28과 WRKY 단백질과 같은 기타 전사요인은 고온내성을 증가시키는데 유용한 것으로 입증되었다.
○ 미국 와싱톤주립대를 중심으로 환경스트레스 내성작물 개발 연구를 하고 있으며, 고온내성 밀은 상업적으로 개발될 것으로 기대하고 있다. 우리나라에서는 생명공학연구원에서 환경저해 내성형질전환식물 개발을 연구하고 있으며, 서울대와 경상대에서 고온건조 스트레스 내성에 관한 연구를 집중하고 있다.
○ 그러나 아직 농가 포장에서 재배할 수준으로 효과적인 고온내성작물은 개발되지 못한 실정이며, 앞으로 고온내성의 유전성 및 기작 구명, 형질전환작물에서 수량 감소와 생육저해 문제의 해결, 작물학적으로 현실적인 스트레스조건에서 고온내성 표현형의 분석과 고온스트레스 연관 유전자와 QTL마커를 이용한 육종프로그램을 결합한 형질전환 연구를 통하여 실용적인 품종이 개발될 수 있기를 기대한다.

저자: Grover, A., Mittal, M, Negi, M, and Lavania, D.
자료유형: 학술정보